KR101684086B1 - 차량용 히터의 유동 제어 배플 장치 - Google Patents

차량용 히터의 유동 제어 배플 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 차량용 히터의 유동 제어 배플 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 히터 내부를 통과하는 유체의 유량 제어 기능을 구현하는 동시에 히터 열전달 성능을 향상하기 위한 차량용 히터의 유동 제어 배플 장치에 관한 것이다.
이에 본 발명에서는, 히터 내부에 배치된 히터봉의 양측에 각각 유체 유동 제어를 위한 배플이 회전가능하게 설치되어서, 상기 배플에 의해 히터 내부를 통과하는 유체의 유량 제어가 가능하게 된 것을 특징으로 하는 차량용 히터의 유동 제어 배플 장치를 제공한다.

Description

차량용 히터의 유동 제어 배플 장치 {Flow control baffle apparatus for vehicle heater}
본 발명은 차량용 히터의 유동 제어 배플 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 히터 내부를 통과하는 유체의 유량 제어 기능을 구현하는 동시에 히터 열전달 성능을 향상하기 위한 차량용 히터의 유동 제어 배플 장치에 관한 것이다.
일반적으로 연료전지 차량은 크게 전기에너지를 발생시키는 연료전지 스택과, 연료전지 스택에 연료(수소)를 공급하는 연료공급장치와, 연료전지 스택에 전기화학반응에 필요한 산화제인 공기를 공급하는 공기공급장치와, 연료전지 스택의 반응열을 시스템 외부로 제거하고 연료전지 스택의 운전온도를 제어하는 열 및 물 관리시스템인 TMS(Thermal Management System)으로 구성된다.
상기 TMS의 냉각수 라인을 흐르는 냉각수는 냉매로서 스택을 냉각시킴과 더불어 냉시동시에는 히터에 의해 가열되어진 열매로서 스택을 급속 해빙시켜주는 역할을 하게 된다.
이 때문에, 상기 TMS에는 냉매인 냉각수를 가열시켜주는 냉각수 히터가 필수적으로 구비되어진다.
한편, 도 6에는 기존 연료전지 차량의 스택 냉각계에 장착된 냉각수 히터가 도시되어 있다.
도 6에 보이듯, 기존 연료전지 차량의 스택 냉각계에서는 스택(1)과 히터(2)가 병렬로 연결된 경우 스택(1)과 히터(2) 측으로 흐르는 냉각수 유량을 조절하기 위하여 별도의 밸브(3)를 이용하였다. 또한 패키지 등의 문제로 히터를 스택과 일렬 배치하는 경우 히터 후류의 냉각수 정체 문제로 히터 열전달 성능이 저하되어 히터 냉각이 제대로 이루어지지 않는 문제점이 있었다.
본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 고안한 것으로서, 히터 내부의 유동 제어용 배플이 히터 내부를 통과하는 유체의 유량 제어 기능을 구현하는 동시에 히터봉 후류의 열전달 성능을 향상할 수 있게 형성되어서, 병렬로 연결된 연료전지 스택과 냉각수 히터에 흐르는 냉각수 유량을 조절하기 위한 별도의 밸브가 필요치 않고 또한 히터봉 후류의 냉각수 정체 현상이 방지되어 히터봉의 냉각 성능을 향상할 수 있는 차량용 히터의 유동 제어 배플 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
이에 본 발명에서는, 히터 내부에 배치된 히터봉의 양측에 각각 유체 유동 제어를 위한 배플이 회전가능하게 설치되어서, 상기 배플에 의해 히터 내부를 통과하는 유체의 유량 제어가 가능하게 된 것을 특징으로 하는 차량용 히터의 유동 제어 배플 장치를 제공한다.
본 발명의 실시예에 의하면, 상기 배플은 히터 내부에 설치된 복수의 히터봉마다 각각 양측에 일정 범위 내로 회전가능하게 설치되어서, 그 회전 위치에 따라 히터 내부에 흐르는 유체의 유량을 제어 가능하게 된다.
구체적으로, 상기 히터봉의 발열량이 최대일 경우, 히터봉의 열전달 성능을 최대화하기 위하여, 상기 배플은 히터봉의 후단부 측으로 유체 흐름을 유도하기 위한 소정 위치로 회전 이동하게 된다.
또한, 상기 히터 내부를 통과하는 유체 유량을 최대화하기 위한 경우, 상기 배플은 최대 회전각으로 회전 이동하여 히터봉과의 사이에 유체 유로를 최대로 형성하게 된다.
또한, 상기 히터의 작동 오프시, 상기 배플은 히터봉의 일측에 밀착되게 회전 위치되어 히터봉과의 사이에 유체 유로를 차단함으로써 유체 유동을 제한하게 된다.
또한 본 발명의 실시예에 의하면, 상기 히터봉이 원형의 단면 형상을 가지는 경우, 히터봉의 좌우 일측에 배치된 각 배플은 일정하게 휘어진 판형으로 형성되고, 상기 배플의 회전축은 히터봉 후단부의 좌우 일측에 위치하게 된다.
또한, 상기 히터봉이 타원형의 단면 형상을 가지는 경우, 히터봉의 좌우 일측에 배치된 각 배플은 일정하게 휘어진 판형으로 형성되고, 상기 배플의 회전축은 히터봉 중앙부의 좌우 일측에 위치하게 된다.
또한, 상기 히터봉이 사각형의 단면 형상을 가지며 그 좌우 양측의 모서리가 히터의 전후 양측을 마주하는 경우, 히터봉의 좌우 일측에 배치된 각 배플은 평판형으로 형성되고, 상기 배플의 회전축은 히터봉 전단부의 좌우 일측에 위치하게 된다.
아울러, 상기 배플은 그 회전 위치에 의해 히터봉과 밀착시, 히터봉과 접촉하게 되는 일측면에 배플과 히터봉 사이를 실링 가능한 가스켓을 가진다.
구체적으로, 상기 배플은 히터 내부에 회전가능하게 설치된 회전강체부와 이 회전강체부의 일측면에 부착되어 배플과 히터봉 사이를 실링 가능한 가스켓으로 이루어진다.
또한 상기 배플은 히터 하우징과 히터봉에 의해 그 회전 각도가 일정 범위로 제한되는 위치에 설치되며, 이때 상기 히터 내부에 히터봉들은 일렬로 배열되거나 또는 좌우 양측으로 서로 엇갈리게 배열될 수 있다.
본 발명에 따른 차량용 히터의 유동 제어 배플 장치는 히터봉의 열전달 성능을 향상하는 동시에 히터를 통과하는 냉각수 유량을 제어하는 기능을 확보할 수 있으며, 이러한 기능을 갖는 유동 제어 배플 장치를 냉각수 히터에 적용함에 의해 기존의 스택 냉각계에 설치되어 스택 및 히터 측으로 공급되는 유량을 제어하기 위한 밸브와 냉각수 히터의 기능을 통합한 단일 부품으로서 활용 가능할 것으로 기대된다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 히터의 유동 제어 배플 장치를 설명하기 위한 도면
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 히터의 열전달 성능 최대시 배플 위치 및 유체 유동을 설명하기 위한 도면
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 배플의 밸브 기능을 위한 기밀 구조를 설명하기 위한 도면
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 차량용 히터에 내장되는 히터봉의 단면 형상 변경에 따른 배플의 형상 및 배플의 회전축 위치 변경 실시예를 나타낸 도면
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 차량용 히터 내 히터봉의 배열에 따른 배플의 장착 위치를 나타낸 예시도
도 6은 종래 연료전지 차량의 스택 냉각계를 일부 나타낸 도면
이하, 본 발명을 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 설명하기로 한다.
본 발명은 유체 가열용 히터로 공급되는 유체의 유량 제어 기능을 수행하는 동시에 히터봉 후류의 열전달 성능을 향상시킬 수 있는 복합기능의 히터용 유동 제어 배플 구조에 관한 것으로, 이에 의하면 스택 냉각계에서 병렬로 연결된 연료전지 스택과 냉각수 히터 측으로 흐르는 냉각수 유량을 제어하기 위한 기존 밸브의 삭제 및 히터봉 냉각 성능 향상 등이 가능하게 된다.
여기서는 히터용 유동 제어 배플 구조가 적용된 유체 가열용 히터로서, 스택 냉각계의 냉각수를 가열하기 위한 히터의 유동 제어 배플 구조에 대해 설명하도록 한다.
도 1에 나타낸 바와 같이, 스택 냉각계의 냉각수 등과 같은 유체 가열을 위한 히터(10)에는 복수의 히터봉(12)이 내장되어 있다.
히터(10) 내부에 히터봉(12)들이 일렬로 배열된 경우, 히터봉(12)의 후단부(유체 흐름 방향을 기준으로 본 히터봉의 후단부)에는 냉각수(유체) 정체에 의해 국부적으로 고온의 영역이 형성되어 히터봉(12)과 냉각수 간에 열전달이 취약해질 수 있다.
이에 히터봉(12) 후단부의 열전달 취약을 개선하는 동시에 히터(10) 내부를 통과하는 냉각수 유량 제어를 위한 밸브 기능을 구현하기 위하여, 히터(10) 내부에 설치된 히터봉(12)의 좌우 양측에 각각 냉각수 유동 제어를 위한 배플(14)이 회전가능하게 설치된다.
도면으로 나타내지는 않았으나, 상기 배플(14)은 대략 판상의 구조를 가지며, 히터봉(12)의 길이방향으로 연장되게 형성되어 히터봉(12)의 길이에 상응하는 상하길이를 가지나, 이에 의해 한정되는 것은 아니다.
또한 도면으로 나타내지는 않았으나, 상기 배플(14)은 히터 하우징(11)의 일측에 회전가능하게 지지된 형태로 장착되며, 그 회전축(14a)에 연결된 외부의 액추에이터(미도시)에 의해 회전축(14a)이 회전됨에 따라 회전하게 되고, 그 회전축(14a)과 히터 하우징(11) 사이의 틈새를 밀폐(실링)하기 위한 구성요소가 구비되나, 이에 의해 한정되는 것은 아니다.
이때 히터(10) 내부를 통과하는 냉각수는 대부분 히터봉(12)과 배플(14) 사이를 통과하게 되며, 이를 위해 일례로 배플(14)의 회전축(14a)이 히터 하우징(11)의 측벽면에 이웃하거나 밀착한 형태로 회전가능하게 설치된다.
도 1의 평면도를 참조하면, 상기 배플(14)은 그 너비방향의 일측단에 회전축(14a)을 가지며, 이 회전축(14a)이 회전됨에 의해 일정 각도로 회전하여 이동하게 된다.
상기 배플(14)은 히터봉(12)의 좌우 양측에서, 히터 하우징(11)과 히터봉(12)에 의해 그 회전 각도가 일정 범위로 제한되는 위치 및 그 회전 각도(위치)에 의해 히터봉(12)의 열전달 성능(특성) 및 냉각수 유량 제어가 가능한 위치에 배치되며, 이러한 배플(14)에 의해 히터(10) 내부를 통과하는 냉각수의 유량 제어가 가능하게 된다.
히터봉(12)의 좌우 양측에 배치된 상기 배플(14)이 도 1의 a 및 a'로 각각 회전 이동되어 위치된 경우, 도 2에 보이듯 히터(10) 내부를 통과하는 냉각수가 히터봉(12)의 측단부를 지나면서 배플(14)에 의해 히터봉(12)의 후단부 측으로 흐르도록 유도되어 히터(10) 내부를 통과하는 냉각수가 모두 히터봉(12)의 후단부를 포함한 히터봉(12)의 표면(주변)을 균일하게 지나가게 되므로 히터봉(12)의 후단부에 냉각수 정체 구간(후류 발생 영역)에 의해 국부적 고온 영역이 생성되는 것을 방지하게 된다. 이때 냉각수는 마치 점성이 없는 유체가 실린더 후류를 지나는 이상적인 포텐셜 흐름(potential flow)과 유사한 유동 패턴을 지니게 된다.
이 경우 히터봉(12)의 열전달 성능은 최대 효율점을 갖게 되므로, 히터봉(12)의 발열량이 최대일 때, 즉 히터봉(12)의 냉각이 최대로 필요할 때, 상기와 같이 히터봉(12)의 후단부 측으로 유체 흐름을 유도하게 되는 소정 위치로 배플(14)을 회전 이동시킴으로써 히터봉(12)의 열전달 성능/효율을 극대화/최대화할 수 있다.
또한 이 경우, 즉 히터봉(12)의 좌우 양측에 위치된 배플(14)이 각각 도 1의 a 및 a'에 위치된 경우, 배플(14)이 도 1의 c 및 c'에 위치된 경우에 비해 히터(10) 내부를 통과하는 유량이 상대적으로 감소하게 되므로 유량 제어의 기능을 구현할 수 있다.
따라서, 도 6을 참조하면 냉각수 펌프(4)의 토출 유량을 기준으로 스택(1)과 히터(2) 사이에 유량 제어가 필요한 경우, 기존의 유량 제어용 밸브(3) 없이도 히터(2)를 통과하는 냉각수 유량을 제어할 수 있고, 이에 의해 스택(1) 측으로 흐르는 유량도 제어할 수 있게 된다.
이 경우, 즉 히터봉(12)의 좌우 양측에 위치된 배플(14)이 각각 도 1의 a 및 a'에 위치된 경우, 만약 히터(10) 내부를 통과하는 냉각수의 유량이 더욱 많이 필요하게 되면 냉각수 펌프의 회전수를 약간 상승 조절하면 된다.
또한 이 경우 히터봉(12)의 냉각 성능이 상대적으로 작은 유량에서도 큰 유속을 낼 수 있으므로 냉각수 펌프의 회전수를 줄이는 것도 가능하게 된다.
다시 말해, 히터봉(12)의 좌우 양측에 위치된 배플(14)이 각각 도 1의 a 및 a'에 위치된 경우, 상대적으로 히터봉(12)과 배플(14) 사이에 냉각수가 흐를 수 있는 통로가 좁아지면서 유속이 상승하게 되므로, 히터(10) 내부를 통과하는 냉각수 유속의 증가에 의해 냉각수 펌프 회전수의 하향이 가능하게 된다.
이때, 배플(14)이 각각 도 1의 a 및 a'에 위치된 경우 냉각수 유속이 증가하더라도 배플(14)이 도 1의 c 및 c'에 위치된 경우에 비해 히터(10) 내부를 통과하는 냉각수 유량이 감소하게 되므로, 결과적으로 유량 제어 밸브의 기능을 구현하게 된다.
한편, 히터(10) 내부를 통과하는 냉각수 유량이 최대로 필요한 경우, 즉 스택 측으로 흐르는 냉각수 유량이 최소로 필요한 경우, 히터봉(12)의 좌우 양측에 배치된 배플(14)은 도 1의 c 및 c'로 각각 회전 이동되어 위치된다.
스택 측으로 흐르는 냉각수 유량이 최소로 필요한 경우, 스택 입구와 출구의 차압이 히터 입구와 출구의 차압에 비해 매우 크므로 대부분의 냉각수는 히터를 통과하게 된다.
따라서, 상기 히터(10) 내부를 통과하는 냉각수 유량을 최대화하기 위하여, 상기 배플(14)은 최대 회전각으로 회전 이동하여 히터 하우징(11)에 가장 근접하게 위치함으로써 히터봉(12)과의 사이에 냉각수 유로(유체 유로)를 최대로 형성한다.
또한, 상기 히터(10)의 작동 오프시, 히터봉(12)의 좌우 양측에 배치된 배플(14)은 도 1의 b 및 b'로 각각 회전 이동되어 위치된다.
즉, 히터(10)의 작동 오프시, 히터(10) 내부를 통과하는 냉각수 유량을 최소화하기 위하여, 상기 배플(14)은 히터봉(12)의 일측(후단부)에 밀착되게 위치되어 히터봉(12)과의 사이에 냉각수 유로를 차단함으로써 유체 유동을 제한하게 된다.
이때 배플(14)과 히터봉(12) 간에 밀착성 및 실링성을 확보하기 위하여, 도 3에 보이듯, 상기 배플(14)은 그 회전 위치에 의해 히터봉(12)과 밀착시 히터봉(12)과 접촉하게 되는 일측면에 배플(14)과 히터봉(12) 사이를 실링 가능한 가스켓(14c)을 갖는다.
구체적으로, 상기 배플(14)은 히터(10) 내부에 회전가능하게 설치된 회전강체부(14b)와 이 회전강체부(14b)의 일측면에 부착되어 히터봉(12)과 밀착시 배플(14)과 히터봉(12) 사이를 실링 가능한 가스켓(14c)으로 이루어지며, 이때 회전강체부(14b)는 내녹성이 우수한 강성 재질로 형성되고 가스켓(14c)은 실링성이 우수한 실리콘 계열의 재질로 형성된다.
상기 가스켓(14c)은 히터(10) 오프시 히터봉(12)의 표면에 접촉하게 되므로 용융되지 않고 히터봉(12)과 배플(14) 사이를 정상적으로 실링 가능하다.
본 발명에서는 도 1 내지 3에 나타낸 바와 같은 원형 단면의 히터봉(12)뿐만 아니라 다양한 단면 형태의 히터봉 형상, 그리고 히터봉의 다양한 배치에 대해서도 배플에 의한 복합기능(유량 제어 기능 및 히터봉 열전달 성능 개선) 구현이 가능하다.
도 1 내지 3에 보이듯, 히터봉(12)이 원형의 단면 형상을 가지는 경우, 히터봉(12)의 좌우 일측에 배치된 각 배플(14)은 곡면 모양으로 일정하게 휘어진 판형(호 모양의 단면 형상을 가지는 판형)으로 형성되고 그 회전축(14a)이 히터봉(12) 후단부의 좌우 일측에 위치된다.
도 4에 보이듯, 히터봉(12)의 단면 형상 변경에 따라 배플(14)의 회전축(14a)은 위치 이동이 가능하며, 배플(14)의 형상 또한 다양하게 변경 가능하다.
도 4의 좌측 도면에 보이듯, 상기 히터봉(12)이 타원형의 단면 형상을 가지는 경우, 히터봉(12)의 좌우 일측에 배치된 각 배플(14)은 곡면 형상으로 일정하게 휘어진 판형(호 모양의 단면 형상을 가지는 판형)으로 형성되고, 상기 배플(14)의 회전축(14a)은 상대적으로 냉각수 유동 전방으로 위치 이동되어 히터봉(12)의 중앙부 좌우 일측에 위치하게 된다.
그리고, 도 4의 우측 도면에 보이듯, 상기 히터봉(12)이 사각형의 단면 형상을 가지는 경우, 히터봉(12)의 좌우 일측에 배치된 각 배플(14)은 평평한 판형으로 형성되고, 상기 배플(14)의 회전축(14a)은 상대적으로 냉각수 유동 전방으로 위치 이동되어 히터봉(12)의 전단부 좌우 일측에 위치하게 된다.
이때 각 히터봉(12)은 히터(10) 내부에 흐르는 유체의 전후유동방향을 기준으로 그 모서리가 각각 히터(10)의 전후 양측과 좌우 양측을 마주하게 된다.
한편, 도 5에 나타낸 바와 같이, 히터(10) 내부에 히터봉(12)들이 좌우 양측으로 서로 엇갈리게(staggered) 배열된 경우에도 각 배플(14)은 히터봉(12)을 기준으로 히터봉(12)의 좌우 양측에 위치하도록 구성된다. 다만, 이 경우 배플(14)의 유량 제어 밸브 기능 구현을 위하여 하우징(10) 내측에 하우징(10)과 회전축(14a) 사이를 연결하는 격벽(16)을 형성하거나 또는 하우징(10) 내 유로를 S자형(미도시)으로 변경하며, 이에 의해 앞서 설명한 바와 같은 기능의 구현이 가능하다.
즉, 상기 배플(14)은 히터(10) 내부에 설치된 복수의 히터봉(12)마다 각각 좌우 양측에 일정 범위(각도) 내로 회전가능하게 설치되어서, 배플(14)의 회전 위치에 따라 히터(10) 내부에 흐르는 유체의 유량을 제어 가능한 동시에 히터봉(12)의 열전달 성능을 개선가능하게 된다.
이상으로 본 발명의 실시예에 대해 상세히 설명하였는바, 본 발명의 권리범위는 상술한 실시예에 한정되지 않으며, 다음의 특허청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 또한 본 발명의 권리범위에 포함된다.
10 : 히터
11 : 히터 하우징
12 : 히터봉
14 : 배플
14a : 회전축
14b : 회전강체부
14c : 가스켓

Claims (13)

  1. 히터 내부에 배치된 히터봉의 양측에 각각 유체 유동 제어를 위한 배플이 회전가능하게 설치되고, 상기 배플의 회전 위치에 따라 히터 내부를 통과하는 유체의 유량 제어가 가능한 동시에, 상기 유체의 흐름이 히터봉의 후단부 측으로 유도되는 것을 특징으로 하는 차량용 히터의 유동 제어 배플 장치.
  2. 삭제
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 히터봉의 발열량이 최대일 경우, 상기 배플은 히터봉의 후단부 측으로 유체 흐름을 유도하기 위한 소정 위치로 회전 이동하게 되는 것을 특징으로 하는 차량용 히터의 유동 제어 배플 장치.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 히터 내부를 통과하는 유체 유량을 최대화하기 위한 경우, 상기 배플은 최대 회전각으로 회전 이동하여 히터봉과의 사이에 유체 유로를 최대로 형성하게 되는 것을 특징으로 하는 차량용 히터의 유동 제어 배플 장치.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 히터의 작동 오프시, 상기 배플은 히터봉의 일측에 밀착되게 회전 위치되어 히터봉과의 사이에 유체 유로를 차단함으로써 유체 유동을 제한하게 되는 것을 특징으로 하는 차량용 히터의 유동 제어 배플 장치.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 히터봉이 원형의 단면 형상을 가지는 경우, 히터봉의 좌우 일측에 배치된 각 배플은 일정하게 휘어진 판형으로 형성되고, 상기 배플의 회전축은 히터봉 후단부의 좌우 일측에 위치하게 된 것을 특징으로 하는 차량용 히터의 유동 제어 배플 장치.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 히터봉이 타원형의 단면 형상을 가지는 경우, 히터봉의 좌우 일측에 배치된 각 배플은 일정하게 휘어진 판형으로 형성되고, 상기 배플의 회전축은 히터봉 중앙부의 좌우 일측에 위치하게 된 것을 특징으로 하는 차량용 히터의 유동 제어 배플 장치.
  8. 청구항 1에 있어서,
    상기 히터봉이 사각형의 단면 형상을 가지며 그 좌우 양측의 모서리가 히터의 전후 양측을 마주하는 경우, 히터봉의 좌우 일측에 배치된 각 배플은 평판형으로 형성되고, 상기 배플의 회전축은 히터봉 전단부의 좌우 일측에 위치하게 된 것을 특징으로 하는 차량용 히터의 유동 제어 배플 장치.
  9. 청구항 1에 있어서,
    상기 배플은 그 회전 위치에 의해 히터봉과 밀착시, 히터봉과 접촉하게 되는 일측면에 배플과 히터봉 사이를 실링 가능한 가스켓을 갖는 것을 특징으로 하는 차량용 히터의 유동 제어 배플 장치.
  10. 청구항 1에 있어서,
    상기 배플은 히터 내부에 회전가능하게 설치된 회전강체부와 이 회전강체부의 일측면에 부착되어 배플과 히터봉 사이를 실링 가능한 가스켓으로 이루어진 것을 특징으로 하는 차량용 히터의 유동 제어 배플 장치.
  11. 청구항 1에 있어서,
    상기 배플은 히터 하우징과 히터봉에 의해 그 회전 각도가 일정 범위로 제한되는 위치에 설치되는 것을 특징으로 하는 차량용 히터의 유동 제어 배플 장치.
  12. 청구항 1에 있어서,
    상기 히터 내부에 히터봉들은 일렬로 배열된 것을 특징으로 하는 차량용 히터의 유동 제어 배플 장치.
  13. 청구항 1에 있어서,
    상기 히터 내부에 히터봉들은 좌우 양측으로 서로 엇갈리게 배열된 것을 특징으로 하는 차량용 히터의 유동 제어 배플 장치.
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Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109855442B (zh) * 2018-12-29 2024-02-27 上海工程技术大学 一种介质参与性辐射加热气化装置
CN113915420B (zh) * 2021-09-13 2023-06-16 江苏开放大学(江苏城市职业学院) 单向流通装置、管道及流体输送方法

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US585804A (en) * 1897-07-06 Frederick j
US1877567A (en) * 1931-09-02 1932-09-13 William P Erbes Hot and cold water mixer for showers
JP2596321Y2 (ja) * 1993-07-12 1999-06-14 三菱重工業株式会社 脱硝装置におけるガス整流器
KR20050103799A (ko) * 2004-04-27 2005-11-01 한라공조주식회사 이층 공기유동형 자동차용 공조장치의 도어 씰링 구조
US7481244B2 (en) * 2006-06-05 2009-01-27 Bioquiddity, Inc. Fluid flow control device
US9010994B2 (en) * 2010-01-21 2015-04-21 Fluid Components International Llc Flow mixer and conditioner
KR20120022001A (ko) 2010-08-25 2012-03-09 현대자동차주식회사 연료전지차량의 열 및 물 관리시스템
US8911914B2 (en) 2011-01-28 2014-12-16 Fuelcell Energy, Inc. Manifold assembly for controlling gas flow and flow distribution in a fuel cell stack
JP6013129B2 (ja) 2012-10-19 2016-10-25 東京瓦斯株式会社 燃料電池コジェネレーションシステム、その制御プログラムおよび制御方法
KR20140076699A (ko) 2012-12-13 2014-06-23 현대모비스 주식회사 연료전지 스택의 열 관리 시스템 및 그 제어방법
KR101567632B1 (ko) 2013-06-28 2015-11-09 현대자동차주식회사 배터리시스템의 온도 제어장치 및 그 제어방법

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11761679B2 (en) 2019-11-20 2023-09-19 Johnson Controls Tyco IP Holdings LLP HVAC system with baffles

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